發(fā)布時間：2020-10-23 21:37

　　 選擇加氫是去除乙烯中少量乙炔的有效手段,開展乙炔選擇加氫催化劑的研究具有重要理論和實際意義。本文采用不同方法制備了SiO_2及CeO_2負載Ni-Ga雙金屬催化劑,采用H_2-TPR、XRD、XPS、H_2化學吸附、C_2H_4-TPD、NH_3-TPD、N_2物理吸附-脫附、TG-DTA等方法對催化劑結構進行了表征,在固定床反應器上考察了催化劑乙炔選擇性加氫性能,分析了催化劑結構與性能的關系。首先,采用等體積浸漬法制備了Ni/SiO_2和不同Ni/Ga原子比的Ni_xGa/SiO_2催化劑。Ni_xGa/SiO_2催化劑中,Ni/Ga原子比≥4時形成了Ni-Ga合金,Ni/Ga比為3和2時形成了Ni_3Ga金屬間化合物,Ni-Ga合金及Ni_3Ga中均存在Ga向Ni的電子轉移。與Ni/SiO_2相比,Ni_xGa/SiO_2催化劑具有較強酸性、較弱乙烯吸附能力及較低H_2吸附量,此與Ni-Ga合金和Ni_3Ga IMC中Ga的幾何和電子效應密切相關。在乙炔選擇加氫反應中,與金屬Ni相比,Ni-Ga合金和Ni_3Ga具有較高的乙烯選擇性。隨著Ni/Ga原子比降低,Ni_xGa/SiO_2催化劑活性和穩(wěn)定性先提高后降低,乙烯選擇性呈現(xiàn)增加趨勢,其中Ni_5Ga/SiO_2催化劑性能最佳。在180℃、0.1 MPa及反應物(1.0 vol%C_2H_2,5.0 vol%H_2和94 vol%N_2)空速為36,000mL/(h·g)的條件下,120 h反應期間Ni_5Ga/SiO_2上乙炔轉化率為100%,反應68 h后乙烯選擇性為75~81%。催化劑失活研究表明,形成Ni-Ga合金和Ni_3Ga抑制了NiC_x的形成,利于提高催化劑穩(wěn)定性;然而,隨著Ni/Ga原子比降低,Ni_xGa/SiO_2催化劑酸性增強,導致催化劑因易于積碳而失活。然后,采用檸檬酸熱分解-程序升溫還原法制備了Ni/CeO_2及Ni_xGa/CeO_2催化劑。同樣,在Ni_xGa/CeO_2催化劑中,Ni/Ga原子比≥5時形成了Ni-Ga合金,Ni/Ga比為3時形成了Ni_3Ga。由于Ni-Ga合金和Ni_3Ga中Ga的幾何和電子效應,Ni_xGa/CeO_2的乙烯吸附能力及H_2吸附量低于Ni/CeO_2,因而Ni_xGa/CeO_2具有較高乙烯選擇性。隨Ni/Ga原子比降低,Ni_x Ga/CeO_2催化劑的穩(wěn)定性及乙烯選擇呈現(xiàn)先增加后降低趨勢,其中650 ~oC還原的Ni_5Ga/CeO_2具有較佳乙炔選擇加氫性能,其乙烯選擇性高于Ni_5Ga/SiO_2。
【學位單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：O643.36;O623.121
【部分圖文】：

圖 2-1 程序升溫還原實驗裝置示意圖Fig.2-1 Schematic diagram for TPR experiment(1)H2; (2)N2; (3)drying tube; (4)deoxidant; (5)flow meter; (6)gas mixer;(7)three-way valve; (8)quartz reactor; (9)furnace; (10)temperature controller;(11)catalyst sample; (12)water cooling trap; (13)thermocouple; (14)TCD; (15)recorder2.3.2X-射線衍射（XRD）采用德國布魯克 AXS 有限公司的 D8-Focus 型多晶粉末衍射儀對樣品進行XRD 測試，輻射源為 Cu-Kα（λ=0.154106nm），管電流為 200mA，管電壓為 40kV，掃描范圍為 10 ~90 ，掃描速度為 8 /min。采用 Scherer 公式計算晶粒尺寸。(d = (0.9λ)/ (βcosθ))，其中 λ（nm）為 X-特征射線的波長，β 是衍射峰的半峰寬，θ 是 Bragg 角。

天津大學碩士學位論文a 合金有關。通過 EDS 方法測量的任意區(qū)域 Ni/Ga 原子比約為 5.6，接近理論（5.0），這意味著 Ga 和 Ni 在催化劑中均勻分布。HRTEM-EDS 線掃描譜圖也示 Ga 和 Ni 均勻分布于金屬顆粒中（見圖 3-3(b)），進一步證實了 Ni-Ga 合金形成。結合 XRD 結果，可以合理推測 Ni 和 Ga 在其他 NixGa/SiO2催化劑中亦均勻布。Ni 和 Ga 原子的均勻分布表明連續(xù)的 Ni 原子被 Ga 所隔離。
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1 王磊;乙炔選擇加氫Ni-Ga雙金屬催化劑研究[D];天津大學;2018年

本文編號：2853568